代码面试最常用的10大算法
来源:互联网 发布:linux删除mysql数据库 编辑:程序博客网 时间:2024/06/10 18:40
在程序员的职业生涯中,算法亦算是一门基础课程,尤其是在面试的时候,很多公司都会让程序员编写一些算法实例,例如快速排序、二叉树查找等等。
本文总结了程序员在代码面试中最常遇到的10大算法类型,想要真正了解这些算法的原理,还需程序员们花些功夫。
1.String/Array/Matrix
在Java中,String是一个包含char数组和其它字段、方法的类。如果没有IDE自动完成代码,下面这个方法大家应该记住:
下面列出一些需要高级算法才能解决的经典问题:
- Evaluate Reverse Polish Notation
- Longest Palindromic Substring
- 单词分割
- 字梯
- Median of Two Sorted Arrays
- 正则表达式匹配
- 合并间隔
- 插入间隔
- Two Sum
- 3Sum
- 4Sum
- 3Sum Closest
- String to Integer
- 合并排序数组
- Valid Parentheses
- 实现strStr()
- Set Matrix Zeroes
- 搜索插入位置
- Longest Consecutive Sequence
- Valid Palindrome
- 螺旋矩阵
- 搜索一个二维矩阵
- 旋转图像
- 三角形
- Distinct Subsequences Total
- Maximum Subarray
- 删除重复的排序数组
- 删除重复的排序数组2
- 查找没有重复的最长子串
- 包含两个独特字符的最长子串
- Palindrome Partitioning
2.链表
在Java中实现链表是非常简单的,每个节点都有一个值,然后把它链接到下一个节点。
比较流行的两个链表例子就是栈和队列。
栈(Stack)
值得一提的是,Java标准库中已经包含一个叫做Stack的类,链表也可以作为一个队列使用(add()和remove())。(链表实现队列接口)如果你在面试过程中,需要用到栈或队列解决问题时,你可以直接使用它们。
在实际中,需要用到链表的算法有:
- 插入两个数字
- 重新排序列表
- 链表周期
- Copy List with Random Pointer
- 合并两个有序列表
- 合并多个排序列表
- 从排序列表中删除重复的
- 分区列表
- LRU缓存
3.树&堆
这里的树通常是指二叉树。
下面是一些与二叉树有关的概念:- 二叉树搜索:对于所有节点,顺序是:left children <= current node <= right children;
- 平衡vs.非平衡:它是一 棵空树或它的左右两个子树的高度差的绝对值不超过1,并且左右两个子树都是一棵平衡二叉树;
- 满二叉树:除最后一层无任何子节点外,每一层上的所有结点都有两个子结点;
- 完美二叉树(Perfect Binary Tree):一个满二叉树,所有叶子都在同一个深度或同一级,并且每个父节点都有两个子节点;
- 完全二叉树:若设二叉树的深度为h,除第 h 层外,其它各层 (1~h-1) 的结点数都达到最大个数,第 h 层所有的结点都连续集中在最左边,这就是完全二叉树。
堆(Heap)是一个基于树的数据结构,也可以称为优先队列( PriorityQueue),在队列中,调度程序反复提取队列中第一个作业并运行,因而实际情况中某些时间较短的任务将等待很长时间才能结束,或者某些不短小,但具有重要性的作业,同样应当具有优先权。堆即为解决此类问题设计的一种数据结构。
下面列出一些基于二叉树和堆的算法:
- 二叉树前序遍历
- 二叉树中序遍历
- 二叉树后序遍历
- 字梯
- 验证二叉查找树
- 把二叉树变平放到链表里
- 二叉树路径和
- 从前序和后序构建二叉树
- 把有序数组转换为二叉查找树
- 把有序列表转为二叉查找树
- 最小深度二叉树
- 二叉树最大路径和
- 平衡二叉树
4.Graph
与Graph相关的问题主要集中在深度优先搜索和宽度优先搜索。深度优先搜索非常简单,你可以从根节点开始循环整个邻居节点。下面是一个非常简单的宽度优先搜索例子,核心是用队列去存储节点。
第一步,定义一个GraphNode
第二步,定义一个队列
第三步,使用队列进行宽度优先搜索输出结果:value: 2 value: 3 value: 5 Find value: 5
value: 4
实际中,基于Graph需要经常用到的算法:
- 克隆Graph
5.排序
不同排序算法的时间复杂度,大家可以到wiki上查看它们的基本思想。
BinSort、Radix Sort和CountSort使用了不同的假设,所有,它们不是一般的排序方法。
下面是这些算法的具体实例,另外,你还可以阅读: Java开发者在实际操作中是如何排序的。
- 归并排序
- 快速排序
- 插入排序
6.递归和迭代
下面通过一个例子来说明什么是递归。
问题:
这里有n个台阶,每次能爬1或2节,请问有多少种爬法?
步骤1:查找n和n-1之间的关系
为了获得n,这里有两种方法:一个是从第一节台阶到n-1或者从2到n-2。如果f(n)种爬法刚好是爬到n节,那么f(n)=f(n-1)+f(n-2)。
步骤2:确保开始条件是正确的
f(0) = 0;
f(1) = 1;
递归方法的时间复杂度指数为n,这里会有很多冗余计算。
该递归可以很简单地转换为迭代。在这个例子中,迭代花费的时间要少些。关于迭代和递归,你可以去 这里看看。
7.动态编程
动态编程主要用来解决如下技术问题:
- An instance is solved using the solutions for smaller instances;
- 对于一个较小的实例,可能需要许多个解决方案;
- 把较小实例的解决方案存储在一个表中,一旦遇上,就很容易解决;
- 附加空间用来节省时间。
上面所列的爬台阶问题完全符合这四个属性,因此,可以使用动态编程来解决:
一些基于动态编程的算法:
- 编辑距离
- 最长回文子串
- 单词分割
- 最大的子数组
8.位操作
位操作符:
从一个给定的数n中找位i(i从0开始,然后向右开始)
例如,获取10的第二位:
典型的位算法:- Find Single Number
- Maximum Binary Gap
9.概率
通常要解决概率相关问题,都需要很好地格式化问题,下面提供一个简单的例子:
有50个人在一个房间,那么有两个人是同一天生日的可能性有多大?(忽略闰年,即一年有365天)
算法:
结果:calculateProbability(50) = 0.97
10.组合和排列
组合和排列的主要差别在于顺序是否重要。
例1:
1、2、3、4、5这5个数字,输出不同的顺序,其中4不可以排在第三位,3和5不能相邻,请问有多少种组合?
例2:
有5个香蕉、4个梨、3个苹果,假设每种水果都是一样的,请问有多少种不同的组合?
基于它们的一些常见算法
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